Controle van elektrische automatisering: termen voor industriële controle, instrumentatie en meettermen

Controle van elektrische automatisering: termen voor industriële controle, instrumentatie en meettermen

Industriële controle

Gesloten - Lusregeling

Een fundamenteel concept in de besturingstheorie: closed-loop-besturing verschilt van open-loop-besturing doordat de bestuurde output teruggevoerd wordt naar de input-kant om de controle te beïnvloeden. Dit feedbackmechanisme zorgt ervoor dat de uitvoer via een "zijketen" terugkeert naar de invoer, waardoor de invoer controle over de uitvoer kan uitoefenen. Het primaire doel van closed-loop-regeling is het bereiken van op feedback gebaseerde regeling.

I/O-punten

I/O-punten, een veelgebruikte term in besturingssystemen, verwijzen naar invoer-/uitvoerpunten. Ingangen zijn meetparameters van instrumenten die het besturingssysteem binnenkomen, terwijl uitgangen regelparameters zijn die vanuit het systeem naar actuatoren worden verzonden. De schaal van een besturingssysteem wordt vaak bepaald door het maximale aantal I/O-punten dat het kan bevatten.

Analoge en schakelhoeveelheden

In besturingssystemen kunnen parameters analoog zijn of schakelgrootheden. Analoge grootheden zijn continu variërende waarden binnen een specifiek bereik, zoals temperatuur of druk. Schakelgrootheden kennen echter slechts twee toestanden, zoals de aan/uit-toestanden van een schakelaar of relais.

Controlelus

Bij analoge besturing past een controller een uitvoer aan op basis van een invoer met behulp van specifieke regels en algoritmen, waardoor een regellus ontstaat. Regellussen kunnen een open of gesloten lus zijn. Gesloten-lusregeling, of feedbackregeling, is het meest voorkomende type, waarbij de uitgang wordt teruggekoppeld naar de ingang ter vergelijking met de ingestelde waarde.

Twee - Positiecontrole

De eenvoudigste vorm van feedbackbediening, ook wel schakelbediening genoemd. Deze activeert een schakelsignaal wanneer de gemeten waarde een maximum of minimum bereikt. Hoewel de gemeten waarde analoog kan zijn, is de stuuruitgang digitaal. Deze methode wordt vaak gebruikt in industriële thermoregulatoren en niveauschakelaars.

Proportionele controle

De output van de regelaar is proportioneel aan de afwijking tussen de gemeten waarde en de ingestelde waarde of het referentiepunt. Proportionele regeling zorgt voor een soepelere regeling dan tweestandenregeling en elimineert de oscillatieproblemen die gepaard gaan met tweestandenregeling.

Integrale controle

Bij integrale besturing houdt de verandering in de bestuurde variabele verband met de tijd die nodig is voordat de output van het besturingssysteem effectief wordt. De uitgang van de actuator bereikt geleidelijk de ingestelde waarde. Deze controlemethode wordt vaak gebruikt in temperatuurregelsystemen.

Afgeleide controle

Afgeleide besturing wordt doorgaans gebruikt in combinatie met proportionele en integrale besturing. Hierdoor kan het besturingssysteem sneller reageren op afwijkingen, waardoor trage systeemreacties worden voorkomen. Samen met de proportionele en integrale regeling helpt het de geregelde variabele sneller een stabiele toestand te bereiken zonder oscillatie.

PID-regeling

Afhankelijk van de specifieke eisen van het besturingssysteem kunnen de besturingsmethoden P (Proportioneel), PI (Proportioneel - Integraal), PD (Proportioneel - Afgeleid) of PID (Proportioneel - Integraal - Afgeleid) zijn. PID-regeling is de meest voorkomende regelmodus in besturingssystemen.

Vertragingscontrole

* Vertragingsregeling, vaak gebruikt bij schakelbesturingstoepassingen, introduceert een tijdsvertraging tussen een verandering van de schakelstatus en de uitvoeractie van de controller. In productielijnen hebben naderingsschakelaars bijvoorbeeld vaak een vertraging van enkele seconden nodig voordat de volgende wals in werking treedt nadat een werkstuk is gepositioneerd.

Vergrendelingscontrole

* Interlockcontrole wordt vaak gebruikt in scenario's voor schakelbediening en brengt relaties tussen schakelaars tot stand. Schakelaar C kan bijvoorbeeld alleen worden geactiveerd als schakelaars A en B beide open zijn, of schakelaar C moet openen als schakelaar A opent. Interlockcontrole is gebruikelijk bij veiligheidskritische toepassingen, zoals de ontluchtingsklep in een reactor, die onmiddellijk moet openen wanneer de druk een bepaald niveau bereikt.

Elektrische bediening

* Verwijst naar besturingssystemen waarbij de output wordt bereikt via elektrische grootheden of elektronische signalen, gericht op elektrisch aangedreven componenten zoals relais, magneetkleppen en servodrivers. De meeste automatische besturingssystemen bevatten elektrische bedieningselementen.

Hydraulische bediening

* Hydraulische besturingssystemen worden gebruikt bij het bedienen van machines en apparatuur, vooral bij toepassingen met continue snelheidsregeling. Hydraulische besturing wordt vaak gecombineerd met elektrische servobesturing om zeer efficiënte en nauwkeurige elektrohydraulische actuatoren te vormen.

Pneumatische controle

* Pneumatische besturingssystemen worden in verschillende scenario's gebruikt. Ze gebruiken perslucht als krachtbron voor signaaloverdracht of -bediening. Perslucht wordt veel gebruikt in fabrieken vanwege de beschikbaarheid, netheid, veiligheid en eenvoudige bedieningsfunctionaliteit, waardoor pneumatisch gereedschap in veel productielijnen gebruikelijk is.

Interpolatie

* Interpolatie is het proces waarbij een CNC-machinesysteem het gereedschapspad bepaalt met behulp van een specifieke methode. Het gaat om het berekenen van tussenpunten tussen bekende datapunten op een curve, ook wel bekend als 'datapuntverdichting'. Het CNC-systeem genereert het vereiste contourtraject door de gegevens tussen het begin- en eindpunt van een programmasegment te verdichten.

Positie-, snelheids- en stroomlussen

* Het concept van lussen omvat het gebruik van feedback om de stabiliteit en prestaties van applicatiesystemen te verbeteren.

* Stroomluscontrole heeft tot doel de spanning te regelen door stroomsignaaloverdracht te gebruiken om verliezen, spanningsdalingen en ruis tijdens spanningsoverdracht te compenseren.

* De relatie tussen snelheid en positie is gebaseerd op de formule: afstand = snelheid × tijd. De continue variatie van de snelheid over een tijdsinterval resulteert in de integraal van de snelheid over dat interval, die overeenkomt met de afgelegde afstand (positie).

* De relatie tussen snelheid en stroom wordt gedefinieerd door: snelheid = versnelling × tijd. De versnelling hangt af van de aangelegde stroom, en de integraal van de versnelling over een tijdsinterval levert de momentane snelheid op.

* In de koppelregelmodus draait de servomotor met een ingesteld koppel door een constante output van de stroomlus te handhaven. Als het externe belastingskoppel gelijk is aan of groter is dan het ingestelde uitgangskoppel van de motor, blijft het uitgangskoppel van de motor constant en volgt de motor de beweging van de last. Omgekeerd, als het externe belastingskoppel lager is dan het ingestelde uitgangskoppel van de motor, blijft de motor accelereren totdat de maximaal toegestane snelheid van de motor of aandrijving wordt bereikt, waarna een alarm wordt geactiveerd en de motor stopt.

* In de snelheidsmodus wordt het motortoerental ingesteld en vormt de snelheidsfeedback van de encoder van de motor een gesloten regelsysteem. Het doel is om ervoor te zorgen dat de werkelijke snelheid van de servomotor overeenkomt met de ingestelde snelheid.

* De regeluitgang van de snelheidslus dient als koppel-modusstroom-luskoppelinstelpunt. In de positieregelmodus worden het door de hostcomputer geleverde positieinstelpunt en het positiefeedbacksignaal van de encoder van de motor of de directe positiemetingsfeedback van de apparatuur vergeleken om een ​​positielus te vormen. Dit zorgt ervoor dat de servomotor naar de ingestelde positie beweegt. De uitvoer van de positielus wordt als snelheidslus-instelpunt in de snelheidslus ingevoerd. De koppelregelmodus gebruikt dus de stroomregellus als de meest fundamentele laag. De snelheidsregellus is gebouwd op de stroomregellus, en de positieregellus is gebouwd op zowel de snelheids- als de stroomregellus.

Instrumentatie- en meetvoorwaarden

Bereik

Een continu interval van een hoeveelheid die wordt gedefinieerd door boven- en ondergrenzen.

Meetbereik

Het bereik van meetwaarden waarvoor het instrument de gespecificeerde nauwkeurigheid kan bereiken.

Meetbereik ondergrens: De minimale meetwaarde waarvoor het instrument de gespecificeerde nauwkeurigheid kan bereiken.

Meetbereik bovengrens: De maximale meetwaarde waarvoor het instrument de gespecificeerde nauwkeurigheid kan bereiken.

Spanwijdte

Het algebraïsche verschil tussen de boven- en ondergrens van een bereik. Als het bereik bijvoorbeeld van -20°C tot 100°C ligt, is de overspanning 120°C.

Prestatiekenmerk

Parameters die de functie en mogelijkheden van een instrument en hun kwantitatieve uitdrukkingen definiëren.

Referentieprestatiekenmerk: Het prestatiekenmerk dat wordt bereikt onder referentiebedrijfsomstandigheden.

Lineaire schaal

Een schaal waarbij de afstand tussen schaalverdelingen en de bijbehorende meetwaarden een constante proportionele relatie hebben.

Niet-lineaire schaal

Een schaal waarbij de afstand tussen schaalverdelingen en de bijbehorende meetwaarden een niet-constante proportionele relatie hebben.

Onderdrukt - Nulschaal

Een schaal waarbij het schaalbereik niet de schaalwaarde omvat die overeenkomt met de nulwaarde van de gemeten grootheid.

Uitgebreide schaal

Een schaal waarbij een onevenredig deel van de schaallengte wordt ingenomen door een uitgezet deel van de schaal.

Schaal

Een reeks geordende schaalmarkeringen en bijbehorende cijfers die deel uitmaken van een aanwijsapparaat.

Schaalbereik

* Het bereik gedefinieerd door de begin- en eindwaarden van de schaal.

Schaalmarkering

* Een markering op het aanwijsapparaat dat overeenkomt met een of meer specifieke meetwaarden.

Nul schaalmarkering

* Het schaalteken of de lijn op de schaal die overeenkomt met de nulwaarde van de gemeten grootheid.

Schaalverdeling

* Het gedeelte van de schaal tussen twee aangrenzende schaalmarkeringen.

Schaalverdelingswaarde

* Het verschil tussen de gemeten waarden die overeenkomen met twee aangrenzende schaalmarkeringen.

Schaalverdelingsafstand

* De afstand tussen de middellijnen van twee aangrenzende schaalmarkeringen langs de schaallengte.

Schaal lengte

* De lengte van het lijnsegment, reëel of denkbeeldig, dat door de middelpunten van alle kortste schaalmarkeringen tussen de begin- en eindschaalmarkeringen loopt.

Startwaarde schaal

* De gemeten waarde die overeenkomt met het startschaalteken.

Eindwaarde schaal

* De gemeten waarde die overeenkomt met de eindschaalmarkering.

Schaal nummering

* De reeks cijfers op de schaal die overeenkomt met de gemeten waarden gedefinieerd door de schaalmarkeringen of die de volgorde van de schaalmarkeringen aangeven.

Nul van een meetinstrument

* De directe indicatie van een meetinstrument wanneer alle hulpenergie die nodig is voor de werking ervan is toegepast en de gemeten waarde nul is.

 *In gevallen waarin het meetinstrument hulpstroom gebruikt, wordt deze term gewoonlijk de 'elektrische nul' genoemd.

 * Wanneer het instrument niet in gebruik is vanwege het ontbreken van enige hulpenergie, wordt vaak de term "mechanische nul" gebruikt.

Instrumentconstante

* Een coëfficiënt waarmee de directe indicatie van een meetinstrument moet worden vermenigvuldigd om de gemeten waarde te verkrijgen.

Karakteristieke curve

* Een curve die de functionele relatie weergeeft tussen de steady-state uitgangswaarde van een instrument en één invoergrootheid, waarbij alle andere invoergrootheden op gespecificeerde constante waarden worden gehouden.

Gespecificeerde karakteristieke curve

* De curve die de functionele relatie weergeeft tussen de steady-state uitgangswaarde van een instrument en één ingangsgrootheid onder gespecificeerde omstandigheden.

Aanpassing

* Bewerkingen uitgevoerd om ervoor te zorgen dat het instrument in een normale werkingsconditie verkeert en om afwijkingen voor correct gebruik te elimineren.

 * **Gebruikersaanpassing**: aanpassingen die door de gebruiker mogen worden uitgevoerd.

Kalibratie

* De handeling waarbij, onder gespecificeerde omstandigheden, de relatie wordt vastgesteld tussen de waarden aangegeven door een meetinstrument of systeem en de overeenkomstige bekende waarden van de gemeten grootheid.

Kalibratiecurve

* Een curve die de relatie weergeeft tussen de gemeten hoeveelheid en de daadwerkelijk gemeten waarde van het instrument onder gespecificeerde omstandigheden.

Kalibratiecyclus

* De combinatie van de opwaartse kalibratiecurve en de neerwaartse kalibratiecurve tussen de kalibratiebereikgrenzen van een instrument.

Kalibratietabel

* Een tabelweergave van de kalibratiecurve.

Traceerbaarheid

* De eigenschap van een meetresultaat dat via een ononderbroken reeks vergelijkingen kan worden gerelateerd aan geschikte standaarden (meestal internationale of nationale standaarden).

Gevoeligheid

* Het quotiënt van de verandering in de output van het instrument en de overeenkomstige verandering in de inputhoeveelheid.

Nauwkeurigheid

* De mate van consistentie tussen de indicatie van het instrument en de werkelijke waarde van de gemeten grootheid.

Nauwkeurigheidsklasse

* De classificatie van instrumenten op basis van hun nauwkeurigheid.

Grenzen van fouten

* De maximaal toelaatbare fout van een instrument zoals gespecificeerd door normen of technische specificaties.

Basisfout

* De fout van een instrument onder referentieomstandigheden.

Conformiteit

* De mate van consistentie tussen de standaardcurve en de gespecificeerde karakteristieke curve (zoals een rechte lijn, logaritmische curve, parabolische curve, enz.).